[发明专利]角度位置感测装置及方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及位置感测装置，并且更具体地涉及探测转轴的空档位置和倒档位置的感测装置及方法。

背景技术

使用位置感测装置来探测转轴的角度位置在行业中是已知的。

具体地说，为了节省汽油，在汽车变速杆停留在空档位置有了一段时间后(例如5秒)，发动机控制单元(ECU)产生停止控制信号，自动关闭汽车的发动机。而后，当发动机控制单元接收到汽车离合器被踩压的信号时，如果变速杆仍然处在空档位置，发动机控制单元(ECU)将产生启动控制信号，自动启动汽车的发动机。所以，汽车的控制电路需要用位置感测装置来探测转轴的空挡位置。

另外，为了驾驶安全，当汽车变速杆进入倒档位置时，需要打开倒车灯或启动语音装置，提醒周围行人，该汽车处于倒车状态。所以，汽车的控制电路要需要用位置感测装置来探测转轴的倒档位置。

传统上，转轴空档位置和倒档位置的探测是分别使用两个位置感测装置来达到的。由于使用两个感测装置，需用两套磁铁、两套电路元件和机械元件，所以制造成本高。而且，由于使用两套电路元件和机械元件，出故障的机率会高。

因此，有必要提供一种改进的位置感测装置，该位置感测装置能够降低制造成本，并减少出故障的机率。

发明内容

为了达到以上目的，本发明提供了一种用于感测转轴的空挡位置和倒档位置的传感装置，所述转轴能作转动或直线移动，所述转轴上沿轴向固定设置有磁铁装置和铁磁块，所述传感装置包括：

设置在转轴上方的感测元件，当转轴处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴的转动，所述感测元件产生第一种感应输出信号或第二种感应输出信号；

处理线路(106)，对应于第一种感应输出信号和第二种感应输出信号，所述处理线路(106)产生第一种电压信号或第二种电压信号；

指示电路，对应于第一种电压信号和第二种电压信号，所述指示电路产生空挡位置信号和倒档位置信号。

为了达到以上目的，本发明提供了一种用于感测转轴的空挡位置和倒档位置的感测系统，所述转轴能作转动或直线移动。所感测系统包括：

固定设置在转轴上的磁铁和铁磁块，所述铁磁块设置在所述磁铁的一端；和

分离地设置在转轴上方的感测元件，当转轴处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴的转动，所述感测元件产生第一种感应输出信号或第二种感应输出信号。通过提供以上传感器和相应的传感器系统，本发明克服了上面所提及的现有技术中的缺陷。

附图说明

参考附图对本发明实施例进行描述，其中：

图1描述了根据本发明的位置感测系统100，示出位置感测系统100中的转轴108的侧视图；

图2描述了图1的位置感测系统100，示出图1所示的转轴108的俯视图；

图3描述了位置感测系统100，示出图2中所示的转轴108沿图2中的线A-A的截面图；

图4A-4B描述了图1-3中的磁铁装置102和感测装置104的更详细的结构；

图5A-5C显示了手排挡汽车六个排档与磁铁装置102相对位置的示意图，其中，图5A示出了手排挡汽车六个排档及空档位置的示意图；图5B示出了设有铁磁块的磁铁装置位于空档位置的示意图；图5C描述了设有铁磁块的磁铁装置分别位于空档位置、1-3-5档进档位置以及2-4-R档进档位置的示意图；

图6A-6C显示了对于图5A-5C显示的手排挡六个排档，在感测装置104对应于不同档位时磁铁装置102的输出信号；

图7A和7B描述了未设有磁铁块的磁铁装置的磁力线分布以及设有铁磁块的磁铁装置的磁力线分布的示意图，其中，图7A显示了磁铁装置102在没有设置铁磁块113段的磁通密度变化/磁场变化分布，而图7B显示了磁铁装置102在设置有铁磁块113段的磁通密度变化/磁场变化分布；

图8A描述了位置感测系统100中的处理线路106的一个实施例的更详细结构；

图8B示出图8A中所示的处理单元504的详细的结构示图；

图9A描述了在校准(或模拟)程序中，感测装置104响应空隙183中沿Bx和By维度对如图7A中所示的磁通密度变化和/或磁场变化而产生的符合两条函数线(740,706)的输出；

图9B描述了在校准(或模拟)程序中产生的符合线性函数722.1的电压输出，该校准(或模拟)程序在安装或实地使用位置感测系统100之前进行；